操作系统学习：进程管理与资源分配解析

"计算机操作系统课后习题答案" 本资源提供了计算机操作系统课程的习题解答，主要涵盖操作系统的基础概念和核心组件。以下是对其中关键知识点的详细说明： 1. 操作系统设计目标： - 有效性：提高系统资源的利用率，如CPU、内存和I/O设备。 - 方便性：提供用户友好的接口，简化用户操作。 - 可扩充性：适应硬件和软件的变化，允许添加新的硬件或服务。 - 开放性：支持标准接口，便于与其他系统交互。 2. 操作系统的四大特征： - 并发性：多个进程可以同时进行，但不一定是真正的并行。 - 共享性：资源可以被多个进程共享。 - 虚拟性：通过时分复用技术，使多个进程感觉独占了系统资源。 - 异步性：进程执行的非顺序性，表现出间断性的行为。 3. 处理机管理功能： - 进程管理：创建、撤销和控制进程。 - 进程同步：协调并发进程间的执行，确保数据的一致性。 - 进程通信：进程间的信息传递。 - 处理机调度：决定哪个进程获得CPU执行权。 4. 内存管理功能： - 内存分配：为每个程序分配合适的内存空间。 - 内存保护：防止一个进程破坏其他进程的内存区域。 - 地址映射：将逻辑地址转换为物理地址。 - 内存扩充：使用虚拟内存技术，扩大可用的内存容量。 5. 设备管理功能： - 缓冲管理：减少I/O操作与CPU之间的速度差异。 - 设备分配：合理分配设备给需要的进程。 - 设备处理：处理设备的输入输出请求。 - 虚拟设备：通过设备仿真技术，实现对设备的按需分配。 6. 文件管理功能： - 存储空间管理：有效地分配和回收磁盘空间。 - 目录管理：组织和检索文件的结构信息。 - 文件读/写管理：保证文件的安全读写操作。 - 文件保护：防止未经授权的访问和修改。 7. 进程状态转换： - 就绪状态到执行状态：进程获得CPU使用权。 - 执行状态到就绪状态：时间片耗尽或自愿让出CPU。 - 执行状态到阻塞状态：等待资源（如I/O操作）。 - 阻塞状态到就绪状态：所需资源准备就绪。 8. 进程制约： - 间接制约：共享资源导致的制约，例如多个进程访问同一数据。 - 直接制约：进程间的合作，如信号量机制中的互斥与同步。 9. 同步机构准则： - 空闲让进：如果资源未被占用，允许新进程进入。 - 忙则等待：资源已被占用，等待的进程必须等待。 - 有限等待：等待的进程不应无限期等待，应限制等待时间。 - 让权等待：当进程无法继续执行时，应释放CPU，避免死锁。 10. 信号量机制： - wait(S)：如果信号量S的值大于0，减1并继续执行；否则，进程阻塞并加入等待队列。 - signal(S)：增加信号量S的值，如果等待队列中有进程，唤醒一个进入就绪队列。 这些知识点构成了操作系统基础理论的核心，对于理解和学习操作系统原理至关重要。